(57)【要約】【課題】コンデンサの充電電圧を、充電の定電流より大きい定電流を用いて放電させることで正確な放電時間が得られる電圧検出回路を提供する。【解決手段】コンデンサを第１定電流で充電する第１定電流回路と、コンデンサの充電電圧を放電させるための放電径路を有し、コンデンサの充電電圧を第１定電流より大きい第２定電流で放電径路を介して放電させる第２定電流回路と、電池電源の電圧と第１電圧との大小を比較する第１比較回路と、電池電源の電圧が第１電圧より小となったときの第１比較回路の比較結果に基づいて、放電径路を遮断する遮断回路と、コンデンサの充電電圧と第２電圧との大小を比較しコンデンサの充電電圧が放電径路の遮断に伴って第２電圧より大となったとき、電池電源の電圧が第１電圧より小となったことを示す比較結果を出力する第２比較回路と、を備えた。【選択図】      図１
2006017643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサを第１定電流で充電する第１定電流回路と、
前記コンデンサの充電電圧を放電させるための放電径路を有し、前記コンデンサの充電電圧を前記第１定電流より大きい第２定電流で前記放電径路を介して放電させる第２定電流回路と、
電池電源の電圧と第１電圧との大小を比較する第１比較回路と、
前記電池電源の電圧が前記第１電圧より小となったときの前記第１比較回路の比較結果に基づいて、前記放電径路を遮断する遮断回路と、
前記コンデンサの充電電圧と第２電圧との大小を比較し、前記コンデンサの充電電圧が前記放電径路の遮断に伴って前記第２電圧より大となったとき、前記電池電源の電圧が前記第１電圧より小となったことを示す比較結果を出力する第２比較回路と、
を備えたことを特徴とする電圧検出回路。
【請求項２】
前記第２定電流回路は、
前記放電径路から前記第２定電流が供給される電流ミラー回路を有し、
前記第２定電流は、
前記電流ミラー回路の電流ミラー比に応じて電流値が調整されることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出回路。
【請求項３】
前記第２定電流回路は、
前記放電径路から前記第２定電流が供給される電流ミラー回路と、
前記電流ミラー回路に流れる電流を調整する抵抗素子と、
を有し、
前記第２定電流は、
前記抵抗素子の抵抗値の大きさに応じて電流値が調整されることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出回路。
【請求項４】
前記第２定電流回路は、
所定の電圧が印加されることで動作し、
前記所定の電圧は、
レギュレータから得られる、前記電池電源より低い定電圧であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電圧検出回路。
【請求項５】
前記レギュレータは、
前記電池電源が印加されて動作するバンドギャップ型基準電圧回路と、
前記電池電源と、前記バンドギャップ型基準回路によって得られる電圧と、に基づいて前記電池電源より低い定電圧を得る出力回路と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の電圧検出回路。
【請求項６】
前記第１定電流回路は、
前記コンデンサの充電電圧が予め定められた電圧になったときに動作し、前記コンデンサの充電を停止させる充電停止回路を有し、
前記充電停止回路は、
前記バンドギャップ型基準電圧回路にから得られる電圧に基づいて動作することを特徴とする請求項５に記載の電圧検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源を使用しないで動作する機器として、例えば家屋のキッチンで使用する調理機器としてのガス機器がある。ガス機器は、火を取り扱う機器であるため、家屋の火災や人災等の災害を未然に防止すべく、ガス機器の動作を監視する監視回路（例えばマイクロコンピュータ）を内蔵している。ガス機器は一般に家庭用の商用電源を使用しないことから、この監視回路は、例えば乾電池２個の電池電源（３ボルト）で動作することとなる。しかし、電源電池の電圧は消耗に伴って徐々に低下していくため、この電池電源の電圧が監視回路の動作可能電圧未満まで低下してしまうと、監視回路は正常にガス機器の動作を監視できなくなり、この結果、ガス機器による災害を引き起こす可能性がある。  
そこで、ガス機器では、この電池電源の電圧の低下を監視するために電圧検出回路を使用している。
【０００３】
以下、図６を参照し、従来の電圧検出回路について説明する。図６は、従来の電圧検出回路を示す回路ブロック図である。  
従来の電圧検出回路は、定電流回路２、抵抗４、６、１４、コンパレータ８、１８、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（以下ＮＰＮトランジスタとする）１２、コンデンサ１６を備えている。なお、コンデンサ１６以外の部分は、例えば集積化されている。
【０００４】
コンパレータ８の＋（非反転入力）端子には直列接続された抵抗４、６によって電池電源の電源電圧ＶＣＣが分圧された電圧が印加され、コンパレータ８の−（反転入力）端子には基準電圧１０が印加される。  
ＮＰＮトランジスタ１２は、ベースにコンパレータ８の出力電圧が印加され、コレクタが抵抗１４を介してコンデンサ１６の非接地側の電極と接続され、エミッタが接地される。  
定電流回路２は、電源電圧ＶＣＣから発生した定電流をコンデンサ１６の非接地側の電極に供給する。  
コンパレータ１８の−（反転入力）端子にはコンデンサ１６の非接地側に発生する電圧が印加され、コンパレータ１８の＋（非反転入力）端子には基準電圧２０が印加される。コンパレータ１８は、電源電圧ＶＣＣが例えば２ボルトより高いか低いかを示す出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【０００５】
次に、従来の電圧検出回路で電源電圧ＶＣＣが低下して２ボルトになることを検出する場合の動作について説明する。  
電源電圧ＶＣＣは直列接続された抵抗４、６で分圧され、この抵抗４、６の接続点における電圧と基準電圧１０との大小がコンパレータ８で比較される。例えば、基準電圧１０が０．３ボルト、抵抗４が１７０ｋΩ、抵抗６が３０ｋΩの場合、電源電圧ＶＣＣが２ボルト以上ではコンパレータ８の出力はハイレベルとなり、電源電圧ＶＣＣが２ボルト未満ではコンパレータ８の出力はローレベルとなる。  
よって、電源電圧ＶＣＣが２ボルト以上の場合には、コンパレータ８の出力がハイレベルなので、ＮＰＮトランジスタ１２がオンする。従って、コンデンサ１６の充電電圧は抵抗１４の抵抗値とコンデンサ１６の容量で定まる時定数に従って、抵抗１４、ＮＰＮトランジスタ１２を介して放電される。  
したがって、電源電圧ＶＣＣが２ボルト以上の場合コンデンサ１６の非接地側電極の電圧が基準電圧２０（例えば０．５ボルト）以下になり、コンパレータ１８の出力電圧ＶＯＵＴはハイレベルとなっている。
【０００６】
一方、電池電源の消耗に伴って、電源電圧ＶＣＣが２ボルト未満となると、コンパレータ８の出力がローレベルとなるので、ＮＰＮトランジスタ１２がオフする。従って、コンデンサ１６は、定電流回路２から定電流で充電される。  
そして、コンデンサ１６の非接地側電極の電圧が基準電圧２０（例えば０．５ボルト）より大きくなるとコンパレータ１８の出力電圧ＶＯＵＴはハイレベルからローレベルとなる。この出力電圧ＶＯＵＴは、後段の監視回路（例えばマイコン）に入力される。そして、監視回路は、出力電圧ＶＯＵＴに応じて、例えばガス機器に電池の残量表示を行う。  
このように、電源電圧ＶＣＣが、例えば２ボルト以下になると出力電圧ＶＯＵＴがハイレベルからローレベルに変化することで電源電圧ＶＣＣが２ボルト未満に低下したことを検出することができる。
【０００７】
以上の、従来の電圧検出回路において、定電流回路２、コンデンサ１６、抵抗１４、ＮＰＮトランジスタ１２は、電圧検出回路の応答特性に遅延時間を持たせる役目をしている。つまり、電源電圧にインパルス性ノイズ、例えばガス機器が着火する際のイグニッションノイズなどが重畳された場合、このノイズによってコンパレータ１８が誤った出力をしないよう、電源電圧ＶＣＣにノイズが重畳されてから、当該ノイズに基づく出力電圧ＶＯＵＴが出力されるまでの応答に遅延を持たせている。そして、電源電圧ＶＣＣの変動が所定時間以下の場合にはコンパレータ１８の出力が変化しないようになっている。このように応答を所定時間遅延することで、コンパレータ１８による誤信号の発生を防止し、監視回路の誤動作を防止している。
【特許文献１】特開平９−５４６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電源電圧ＶＣＣにノイズが重畳されてから、当該ノイズに基づく出力電圧ＶＯＵＴが出力されるまでの応答を遅延させるには、抵抗１４とコンデンサ１６での応答特性を遅延させることで実現できる。すなわち抵抗１４とコンデンサ１６の時定数によって調整できる。  
ところで、コンデンサ１６には、コスト削減のため、また集積化した場合はチップ面積の縮小のために、容量Ｃの小さいものが要求される。その条件で長時間（例えば２５μｓｅｃ）の応答の遅延特性が要求されるとすると、Ｑ＝Ｃ・Ｖ＝Ｉ・ｔ（Ｑはコンデンサ１６の電荷）の関係より、放電電流Ｉを微小電流としなければならない。すなわち、抵抗１４の抵抗値を非常に大きく（例えば１ＭΩ）しなければならない。
【０００９】
抵抗１４の抵抗値を大きくした場合、バラツキの絶対値も相対的に大きくなる。例えば抵抗値のバラツキが１０％の場合、１００Ωの抵抗のバラツキは１０Ωであるが、１ＭΩの抵抗のバラツキは１００ｋΩとなる。このように、抵抗１４の抵抗値を非常に大きくすることでバラツキの絶対値も大きくなり、放電時間の精度が悪化する問題があった。また、抵抗の面積が大きくなり、集積化した場合チップ面積が大きくなるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明はコンデンサの充電電圧を、充電の定電流より大きい定電流を用いて放電させることで正確な放電時間が得られる電圧検出回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための主たる発明は、コンデンサを第１定電流で充電する第１定電流回路と、前記コンデンサの充電電圧を放電させるための放電径路を有し、前記コンデンサの充電電圧を前記第１定電流より大きい第２定電流で前記放電径路を介して放電させる第２定電流回路と、電池電源の電圧と第１電圧との大小を比較する第１比較回路と、前記電池電源の電圧が前記第１電圧より小となったときの前記第１比較回路の比較結果に基づいて、前記放電径路を遮断する遮断回路と、前記コンデンサの充電電圧と第２電圧との大小を比較し、前記コンデンサの充電電圧が前記放電径路の遮断に伴って前記第２電圧より大となったとき、前記電池電源の電圧が前記第１電圧より小となったことを示す比較結果を出力する第２比較回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コンデンサを充電する第１定電流より大きい第２定電流を用いて、コンデンサの充電電圧を放電させることで確実な放電を実現でき、電源電圧に重畳されるノイズの影響を受けない電圧検出回路を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＝＝＝システム構成＝＝＝
図２を参照しつつ、本発明の電圧検出回路を含むシステム構成について説明する。図２は、本発明の電圧検出回路を含むシステム構成を示すブロック図である。
【００１５】
図２におけるシステムは、基準電圧回路１０４を有するレギュレータ回路１０２と、電圧検出回路１０６と、監視回路１０８と、ガス機器１１０とからなるものであり、レギュレータ回路１０２、基準電圧回路１０４、電圧検出回路１０６、監視回路１０８は、電池電源の電源電圧ＶＣＣ（例えば３ボルト）と接地ＶＳＳとの間にそれぞれ接続されている。
【００１６】
電圧検出回路１０６は、基準電圧回路１０４から発生する基準電圧ＶＲＥＦと、レギュレータ回路１０６から出力されるレギュレート電圧ＶＲＥＧとが印加され、電池電圧ＶＣＣの電圧値の変化に基づいて、後段のガス機器１１０の動作を監視するための監視回路１０８に対して、出力電圧ＶＯＵＴを出力する。監視回路１０８（例えばマイクロコンピュータ）は、出力電圧ＶＯＵＴに応じて、例えば電池の残量表示を行う。
【００１７】
＝＝＝レギュレータ回路の一例＝＝＝
図３を参照しつつ、図２に示すレギュレータ回路の一例について説明する。図３は、当該レギュレータ回路の一例を示す回路ブロック図である。
【００１８】
図３において、レギュレータ回路１０２は、基準電圧回路１０４の他に、起動回路２０２、駆動回路２０４、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ（以下ＰＮＰトランジスタとする）２０６、分圧抵抗２０８、２１０とからなるものである。
【００１９】
一般に、レギュレータ回路１０２は、内部にある定電流回路が当該レギュレータ回路１０２の出力電圧からバイアス電流を得て動作するものである。そのため、電源電圧ＶＣＣの投入時においては、前記定電流回路をバイアスする起動回路２０２が必要となる。この起動回路２０２は、前記定電流回路にバイアス電流を供給し、レギュレータ回路１０２が正常動作した後、動作を停止する。即ち、起動回路２０２の動作停止後では、前記定電流回路は、レギュレータ回路１０２の出力電圧からバイアス電流が引き続き供給されることとなる。
【００２０】
基準電圧回路１０４は、前記定電流回路を有するものである。つまり、基準電圧回路１０４は、起動回路２０２の起動出力が供給されて動作し、基準電圧ＶＲＥＦを発生する。基準電圧回路１０４としては、バンドギャップ型基準電圧回路で構成することが可能である。図４は、バンドギャップ型基準電圧回路の一例を示す回路図である。  
図４において、基準電圧回路１０４は、定電流回路I、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（以下ＮＰＮトランジスタとする）Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３とからなる。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１、Ｑ２は電流ミラー接続されており、ダイオード接続された側のＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは定電流回路Ｉおよび抵抗Ｒ１を介して電源電圧ＶＣＣと接続され、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタは接地されている。また、ＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタは抵抗Ｒ２を介して定電流回路Iと抵抗Ｒ１の接続点と接続されており、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタは抵抗Ｒ３を介して接地されている。また、ＮＰＮトランジスタＱ３のベースはトランジスタＱ２のコレクタと接続され、ＮＰＮトランジスタＱ３のコレクタは定電流回路Ｉと抵抗Ｒ１の接続点と接続され、ＮＰＮトランジスタＱ３のエミッタは接地されている。そして、定電流回路Ｉが定常状態で動作するようにバイアスされた状態で、ＮＰＮトランジスタＱ３のコレクタから一定の基準電圧ＶＲＥＦが発生する。
【００２１】
ここで、ＮＰＮトランジスタＱ２を流れる出力電流がＮＰＮトランジスタＱ１を流れる出力電流よりも小さくなるように、ＮＰＮトランジスタＱ１、Ｑ２のサイズを設定する。すると、ＮＰＮトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧がＮＰＮトランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧よりも大きくなり、抵抗Ｒ３の両端にΔＶＢＥが発生する。同時に、ＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタ負荷となる抵抗Ｒ２の両端には、ΔＶＢＥ・Ｒ２／Ｒ３の増幅電圧が発生する（数式で表されるＲ２、Ｒ３は、抵抗Ｒ２、Ｒ３の抵抗値とする）。従って、基準電圧ＶＲＥＦは、ＮＰＮトランジスタＱ３のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥと、ＮＰＮトランジスタＱ２の増幅電圧ΔＶＢＥ・Ｒ２／Ｒ３の和になる。そして、抵抗Ｒ２、Ｒ３を適当に選択すれば、増幅電圧ΔＶＢＥ・Ｒ２／Ｒ３はΔＶＢＥを反転増幅したものとなることから、基準電圧ＶＲＥＦとして、温度変化の影響を受けることのない電圧値（例えば１．２ボルト）を発生することが可能となる。この基準電圧ＶＲＥＦは、後段の電圧検出回路１０６に印加される。特に、監視回路１０８がガス機器１１０の動作を監視する場合、ガス機器１１０が着火したことに伴うガス機器１１０自体およびガス機器１１０の周囲における温度変化は顕著となるため、基準電圧ＶＲＥＦは温度変化の影響を受けずに安定していることが望ましい。この点において、基準電圧回路１０４としてバンドギャップ型基準電圧回路を採用することにより、温度変化の影響を受けない基準電圧ＶＲＥＦを発生し、監視回路１０８を正常に動作させることが可能となる。
【００２２】
駆動回路２０４は、基準電圧ＶＲＥＦと抵抗２０８、２１０の分圧点に発生する分圧電圧とを比較して誤差を検出し、このときの誤差出力によってＰＮＰトランジスタ２０６を動作させるものである。ＰＮＰトランジスタ２０６のベースは駆動回路２０６の誤差出力端と接続され、エミッタは電源電圧ＶＣＣと接続されている。そして、ＰＮＰトランジスタ２０６のコレクタからレギュレート電圧ＶＲＥＧが出力される。具体的には、駆動回路２０４は、抵抗２０８、２１０の分圧電圧が基準電圧ＶＲＥＦよりも低下した場合、ＰＮＰトランジスタ２０６のベース電圧を低下させる誤差電圧を出力する。これによりＰＮＰトランジスタ２０６のコレクタ電流が増大し、レギュレート電圧ＶＲＥＧは上昇する。  
一方、駆動回路２０４は、抵抗２０８、２１０の分圧電圧が基準電圧ＶＲＥＦよりも上昇した場合、ＰＮＰトランジスタ２０６のベース電圧を上昇させる誤差電圧を出力する。これにより、ＰＮＰトランジスタ２０６のコレクタ電流が減少し、レギュレート電圧ＶＲＥＧは低下する。このフィードバック動作によって、一定のレギュレート電圧ＶＲＥＧ（例えば１．５ボルト）を得ることが可能となる。このレギュレート電圧ＶＲＥＧは、基準電圧ＶＲＥＦに基づいて発生するため、基準電圧ＶＲＥＦと同様に温度変化の影響を受けない電圧となる。なお、駆動回路２０４、トランジスタ２０６、抵抗２０８、２１０は、出力回路を構成する。
【００２３】
＝＝＝電圧検出回路の一例＝＝＝
図１を参照しつつ、本発明にかかる電圧検出回路の一構成例について説明する。図１は、本発明にかかる電圧検出回路の一構成例を示す回路ブロック図である。
【００２４】
本発明にかかる電圧検出回路１０６は、定電流回路３０２（『第１定電流回路』）、抵抗３０４、３０６、３３０、コンパレータ３０８、３１８、ＮＰＮトランジスタ３１２、３３２、３３４、３４０、３４２、ＰＮＰトランジスタ３３６、３３８、コンデンサ３１６を備えている。なお、コンデンサ３１６以外の部分は、例えば集積化されている。
【００２５】
直列接続された抵抗３０４、３０６は接続点に電源電圧ＶＣＣの分圧電圧を発生する。この抵抗３０４、３０６の各抵抗値は、電源電圧ＶＣＣの消耗を示す電圧（『第１電圧』）と基準電圧３１０とに基づいて設定される。例えば３ボルトの電源電圧ＶＣＣが２ボルトに消耗することを検出する場合、電源電圧ＶＣＣに２ボルトが印加されたときの分圧抵抗３０４、３０６の接続点に発生する電圧が、基準電圧３１０と等しくなるように抵抗３０４、３０６の抵抗値を設定する。このとき、コンパレータ３０８で分圧抵抗３０４、３０６の接続点に発生する電圧と基準電圧３１０との大小を比較するのは、電源電圧ＶＣＣと、電源電圧ＶＣＣの消耗を示す電圧、例えば２ボルトと、の大小を比較することと等価となる。
【００２６】
コンパレータ３０８の＋（非反転入力）端子には直列接続された抵抗３０４、３０６によって電源電圧ＶＣＣが分圧された電圧が印加され、コンパレータ３０８の−（反転入力）端子には基準電圧３１０が印加される。そして、コンパレータ３０８は電源電圧ＶＣＣが分圧された電圧が基準電圧３１０より大きい場合はローレベルの電圧を出力し、電源電圧ＶＣＣが分圧された電圧が基準電圧３１０より小さい場合はハイレベルの電圧を出力する。
【００２７】
ＮＰＮトランジスタ３１２は、ベースにコンパレータ３０８の出力電圧が印加され、コレクタがＮＰＮトランジスタ３４０のコレクタと接続され、エミッタが接地される。
【００２８】
ＮＰＮトランジスタ３３２とＮＰＮトランジスタ３３４は電流ミラー接続されており、ダイオード接続された側のＮＰＮトランジスタ３３２のコレクタは抵抗３３０を介してレギュレータ回路１０２の出力と接続され、ＮＰＮトランジスタ３３２のエミッタは接地されている。また、ＮＰＮトランジスタ３３４のコレクタはＰＮＰトランジスタ３３６のコレクタと接続され、ＮＰＮトランジスタ３３４のエミッタは接地されている。
【００２９】
ＰＮＰトランジスタ３３６とＰＮＰトランジスタ３３８は電流ミラー接続されており、ダイオード接続された側のＰＮＰトランジスタ３３６およびＰＮＰトランジスタ３３８のエミッタには、電源電圧ＶＣＣが印加される。ＰＮＰトランジスタ３３８のコレクタはＮＰＮトランジスタ３４０のコレクタと接続されている。
【００３０】
ＮＰＮトランジスタ３４０とＮＰＮトランジスタ３４２は電流ミラー接続されており、ダイオード接続された側のＮＰＮトランジスタ３４０のエミッタは接地され、ＮＰＮトランジスタ３４２のコレクタはコンデンサ３１６の非接地側の電極と接続され、ＮＰＮトランジスタ３４２のエミッタは接地されている。
【００３１】
以上のようにＮＰＮトランジスタ３３２、３３４、ＰＮＰトランジスタ３３６、３３８およびＮＰＮトランジスタ３４０、３４２が電流ミラー接続されているので、各トランジスタのサイズが等しいとすると、ＮＰＮトランジスタ３３２のコレクタ・エミッタ間に流れる電流はＮＰＮトランジスタ３３４のコレクタ・エミッタ間に流れる電流およびＰＮＰトランジスタ３３６のエミッタ・コレクタ間に流れる電流と等しくなる。また、ＰＮＰトランジスタ３３６のエミッタ・コレクタ間に流れる電流はＰＮＰトランジスタ３３８のエミッタ・コレクタ間に流れる電流およびＮＰＮトランジスタ３４０のコレクタ・エミッタ間に流れる電流と等しくなる。さらに、ＮＰＮトランジスタ３４０のコレクタ・エミッタ間に流れる電流はＮＰＮトランジスタ３４２に流れる電流と等しくなる。
【００３２】
ＮＰＮトランジスタ３４２のコレクタはコンデンサ３１６の非接地側の電極と接続されているので、コンデンサ３１６の非接地側の電極からＮＰＮトランジスタ３４２のコレクタ・エミッタ間を介した接地までの径路は、コンデンサ３１６の充電電圧を放電させるための放電径路となる。コンデンサ３１６の充電電圧は、この放電径路である、電流ミラー回路を構成するＮＰＮトランジスタ３４０、３４２の内の出力側となるＮＰＮトランジスタ３４２のコレクタに定電流（『第２定電流』）として供給される。  
またＮＰＮトランジスタ３４２のコレクタ・エミッタ間に流れる電流はＮＰＮトランジスタ３３２のコレクタ・エミッタ間に流れる電流と等しいので、抵抗３３０の抵抗値を変えることでコンデンサ３１６の放電する電流を調整できる。  
なお、抵抗３３０と、ＮＰＮトランジスタ３３２、３３４、ＰＮＰトランジスタ３３６、３３８、ＮＰＮトランジスタ３４０、３４２からなる電流ミラー回路と、からなる部分は、定電流回路（『第２定電流回路』）を構成する。
【００３３】
定電流回路３０２は、電源電圧ＶＣＣから発生した定電流（『第１定電流』）をコンデンサ３１６の非接地側の電極（以下、Ａ点とする）に供給する。  
コンパレータ３１８の−（反転入力）端子にはＡ点の電圧が印加され、コンパレータ３１８の＋（非反転入力）端子には基準電圧３２０（『第２電圧』）が印加される。コンパレータ３１８はＡ点の電圧が基準電圧３２０より大きい場合はローレベルの電圧を出力電圧ＶＯＵＴとして出力し、Ａ点の電圧が基準電圧３２０より小さい場合はハイレベルの電圧を出力電圧ＶＯＵＴとして出力する。  
以上の構成の電圧検出回路とすることで、電源電圧ＶＣＣが例えば３ボルトから２ボルトに低下することを検出することができる。  
なお、定電流回路３０２は、コンデンサの充電電圧が所定の電圧（例えば１．９５ボルト）になると充電を停止させる。
【００３４】
図５は、定電流回路の構成の一例を示す回路ブロック図である。定電流回路３０２は、ＰＮＰトランジスタ４００、４０２、４０４、４１２、ＮＰＮトランジスタ４０６、４０８、電流源４２０を備えている。  
ＰＮＰトランジスタ４００、４０２、４０４のエミッタには、電源ＶＣＣから例えば３Ｖの電圧が印加される。ＰＮＰトランジスタ４００、４０２、４０４のベースは互いに接続されるとともに、ＰＮＰトランジスタ４００のコレクタは電流源４２０に接続されている。  
従って、ＰＮＰトランジスタ４００と、ＰＮＰトランジスタ４０２、４０４は電流ミラー接続されており、ＰＮＰトランジスタ４００、４０２、４０４のサイズ比が１の場合、ＰＮＰトランジスタ４０２のコレクタ電流はＰＮＰトランジスタ４００、４０４のコレクタ電流と等しくなる。そして、ＰＮＰトランジスタ４０２のコレクタ電流がコンデンサ３１６を充電する電流としてＡ点へ供給される。
【００３５】
ＮＰＮトランジスタ４０６と４０８は電流ミラー接続されており、ダイオード接続された側のＮＰＮトランジスタ４０６のコレクタはＰＮＰトランジスタ４０４のコレクタと接続され、ＮＰＮトランジスタ４０６のエミッタは接地されている。ＮＰＮトランジスタ４０８のコレクタは抵抗４１０を介して電源電圧ＶＣＣと接続され、ＮＰＮトランジスタ４０８のエミッタは接地されている。  
ＰＮＰトランジスタ４１２（『充電停止回路』）のベースには基準電圧ＶＲＥＦが印加され、ＰＮＰトランジスタ４１２のエミッタはＰＮＰトランジスタ４０２のコレクタと接続され、ＰＮＰトランジスタ４１２のコレクタは接地されている。  
以上の構成によって、ＰＮＰトランジスタ４０２のコレクタ電流は、抵抗４１０によって調整されたＮＰＮトランジスタ４０８のコレクタ電流と等しくなり、コンデンサ３１６に定電流を供給している。
【００３６】
なお、コンデンサ３１６の充電電圧が放電されない場合、定電流回路３０２から常に定電流の充電が行われているので、コンデンサ３１６の充電電圧は上昇し続けることになる。しかし、コンデンサ３１６の充電電圧が上昇し続けると、ＮＰＮトランジスタ４０２のコレクタ電位が電源電圧ＶＣＣ側に上昇することによって、電源電圧に接続された不図示の他の回路に流れる電流が低下する悪影響が発生することがある。  
そこで、ＰＮＰトランジスタ４１２はコンデンサ３１６の充電電圧が所定の電圧となったときにコンデンサ３１６の充電を停止させる役目を持っている。
【００３７】
例えば基準電圧ＶＲＥＦが１．２５ボルトでＰＮＰトランジスタ４１２のオン電圧が０．７ボルトとすると、コンデンサ３１６の充電電圧が１．２５＋０．７＝１．９５（ボルト）となった時にＰＮＰトランジスタ４１２がオンし、コンデンサ３１６の充電を停止させる。このように、コンデンサ３１６の充電電圧が所定の電圧となったときに、コンデンサ３１６への充電を停止させることで、不図示の他の回路への悪影響を防止できる。
【００３８】
＝＝＝電圧検出回路の動作＝＝＝
図１において、抵抗３０４が１７０ｋΩ、抵抗３０６が３０ｋΩ、基準電圧３１０が０．３ボルト、基準電圧３２０が０、５ボルト、定電流回路３０２からの出力電流が１０μＡ、とし、３ボルトの電源電圧が２ボルトに低下することを検出するとする。  
なお、電流ミラー回路を構成するＮＰＮトランジスタ３３２、３３４、ＰＮＰトランジスタ３３６、３３８およびＮＰＮトランジスタ３４０、３４２は、それぞれトランジスタサイズが等しいとする。
【００３９】
≪電源電圧が２ボルト以上の場合≫
分圧抵抗３０４、３０６の分圧点に発生する電圧が基準電圧３１０の０．３ボルトより大きくなる。従って、コンパレータ３０８からローレベルの電圧が出力されＮＰＮトランジスタ３１２はオフする。  
ＮＰＮトランジスタ３１２がオフすることで、電流ミラー回路を構成するＮＰＮトランジスタ３３２、３３４、ＰＮＰトランジスタ３３６、３３８およびＮＰＮトランジスタ３４０、３４２には等しい電流が流れる。ＮＰＮトランジスタ３３２のオン電圧を０．７ボルト、ＶＲＥＧが１．５ボルト、抵抗３３０の抵抗を６１ｋΩとするとＮＰＮトランジスタ３３２のコレクタ電流（『第２定電流』）は、
（１．５−０．７）÷６１０００＝０．００００１３（Ａ）＝１３（μＡ）となる。  
従って、ＮＰＮトランジスタ３４２のコレクタ電流も１３μＡとなり、コンデンサ３１６から１３μＡの定電流で放電が行われる。一方、定電流回路３０２から１０μＡの定電流が出力されるので、コンデンサ３１６は１３−１０＝３（μＡ）が放電されることになり、コンデンサ３１６の充電電圧は徐々に低下する。そして、Ａ点の電圧が基準電圧３２０の０．５ボルトより低くなり、コンパレータ３１８の出力電圧ＶＯＵＴはハイレベルとなっている。
【００４０】
≪電源電圧が２ボルト未満の場合≫
電池電源の消耗に伴って電源電圧が２ボルト未満となると、分圧抵抗３０４、３０６の分圧点に発生する電圧が基準電圧３１０の０．３ボルトより小さくなる。従って、コンパレータ３０８からハイレベルの電圧が出力されＮＰＮトランジスタ３１２はオンする。  
ＮＰＮトランジスタ３１２がオンすることで、ＮＰＮトランジスタ３４０がオフする。よって、電流ミラー回路を構成するＮＰＮトランジスタ３３２、３３４、ＰＮＰトランジスタ３３６、３３８およびＮＰＮトランジスタ３４０、３４２には電流が流れなくなり、コンデンサ３１６の放電径路が遮断される。  
一方、コンデンサ３１６は、定電流回路３０２から１０μＡの定電流で充電されるので、Ａ点の電圧が基準電圧３２０の０．５ボルトより大きくなりコンパレータ３１８の出力電圧ＶＯＵＴはハイレベルからローレベルとなる。  
この出力電圧ＶＯＵＴは、後段の監視回路（例えばマイコン）に入力される。そして、監視回路は、出力電圧ＶＯＵＴに応じて、例えばガス機器に電池の残量表示を行う。  
以上説明したように、出力電圧ＶＯＵＴがハイレベルからローレベルに変化することで、３ボルトの電源電圧が２ボルトに低下することを検出することができる。
【００４１】
このように、本発明の電圧検出回路では、コンデンサ３１６が充電電圧を放電する場合、電流ミラー回路による放電用の定電流と定電流回路３０２から供給される充電用の定電流の差で放電されることになる。よって、コンデンサ３１６は放電用の定電流と充電用の定電流の大きさを調整することによって、放電電流を小さくすることができ、さらに定電流と定電流の差で放電するので、放電時間を正確に設定することができる。また、この放電電流は電流ミラー回路に接続された抵抗３３０の大きさで調整できる。本実施の形態では、従来の電圧検出回路で使用した１ＭΩの抵抗１４に比べて２桁ほど小さい抵抗３３０とすることができた。なお、本実施の形態では、抵抗３３０を用いてコンデンサ３１６の放電電流の大きさを調整するようにしたが、電流ミラー回路を構成するＮＰＮトランジスタ３３２、３３４、ＰＮＰトランジスタ３３６、３３８およびＮＰＮトランジスタ３４０、３４２のトランジスタのサイズ比を調整することでコンデンサ３１６放電電流の大きさを調整してもよい。
【００４２】
以上、説明したように、コンデンサ３１６を充電する定電流回路３０２の出力電流よりも大きい定電流でコンデンサ３１６を放電させることによって、小さい放電電流で正確な放電時間を設定することができる。
【００４３】
また、電流ミラー回路を構成するＮＰＮトランジスタ３３２、３３４、ＰＮＰトランジスタ３３６、３３８およびＮＰＮトランジスタ３４０、３４２のトランジスタのサイズ比によってＮＰＮトランジスタ３４２のコレクタ電流の大きさを変更でき、放電時間を任意に設定できる。さらに、電流ミラー回路を構成するトランジスタのサイズ比が同じでも抵抗３３０の抵抗値を変えることによってＮＰＮトランジスタ３４２のコレクタ電流の大きさを変更でき、放電時間を任意に設定できる。
【００４４】
また、従来の電源回路で使用した抵抗１４より抵抗値の小さいものを使用できるので抵抗の面積を小さくでき、例えば集積化した場合チップ面積を小さくできる。その上、抵抗値が小さいので抵抗のバラツキの絶対値を小さくできる。
【００４５】
さらに、電流ミラー回路を動作する電圧がレギュレータ回路１０２から得られる電源電圧ＶＣＣより低い一定の電圧ＶＲＥＧなので、電源電圧ＶＣＣが低下しても問題なく動作することができる。さらに、温度変化の影響を受けない基準電圧ＶＲＥＦから電圧ＶＲＥＧが得られるので、電流ミラー回路も温度変化の影響を受けずに動作できる。
【００４６】
また、コンデンサ３１６の充電電圧が予め定められた電圧、例えば１．９５ボルトになると定電流回路３０２の出力電流を停止することで、他の回路への悪影響を防止することができる。この１．９５ボルトは電圧ＶＲＥＦに基づいて設定されるので温度変化の影響を受けない。
【００４７】
以上、本実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の電圧検出回路を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の電圧検出回路を含むシステム構成を示すブロック図である。
【図３】レギュレータ回路の一例を示す回路ブロック図である。
【図４】バンドギャップ型基準電圧回路の一例を示す回路図である。
【図５】定電流回路の構成の一例を示す回路ブロック図である。
【図６】従来の電圧検出回路を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０２  レギュレータ回路
１０４  基準電圧回路
３０２  定電流回路  
３０８、３１８  コンパレータ
３１６  コンデンサ
３０４、３０６、３３０  抵抗
３３２、３３４、３４０、３４２  ＮＰＮトランジスタ
３３６、３３８  ＰＮＰトランジスタ
【図１】
2006017643.tif 000003
【図２】
2006017643.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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